一種燒結爐煙氣除塵脫硫系統的製作方法

2023-07-04 14:14:31

本發明涉及煙氣脫硫環境保護技術領域，特別涉及一種燒結爐煙氣除塵脫硫系統。

背景技術：

原料燒結的目的是把粉狀物料的聚集體轉變為晶粒的聚結體，可實現富礦粉和精礦粉的最大化利用，改善原料的燃燒性能和冶金性能，同時還可以去除原料中的有害物質，添加不同的添加劑可控制原料燒結後硫、磷等的含量。燒結工序是整個鋼鐵生產流程中至關重要的生產工序，將含鐵料、燃料和溶劑等混合後使其在高溫燃燒狀態下發生複雜的物理化學過程，混合料軟化熔化成液體後，因溫度急劇降低會冷卻凝結成塊狀，即可形成燒結礦，在此反應過程原料中硫化物會以硫的氣態氧化物(如so2、so3)形式存在，同時還會產生氮氧化物、氫氟酸、碳氧化物、二噁英(pcdd)及呋喃(pcdf)等多種有害物質，當燒結煙氣經除塵器除塵後由高空煙囪直接排放會造成環境汙染。由於燒結原料和配比的不同，致使煙氣成分較複雜，鋼鐵行業燒結煙氣中一般含有0.1～0.5％(質量分數)的so2，濃度變化較大，煙氣總量大且流量不穩定，煙氣溫度較高，水分及氧含量等參數隨工況變化而波動較大，煙塵中含有較多粗顆粒且存在有毒有害汙染成分，燒結煙氣的獨特性限制了傳統成熟的煙氣脫硫技術很難直接應用於鋼鐵行業，且運行穩定卻成熟應用到電力行業的煙氣脫硫技術很難照搬硬因此，需要開發研究出一種新型、高效、環保的燒結煙氣脫硫技術以滿足鋼鐵行業對於脫硫技術的需求。

技術實現要素：

本發明提供了一種燒結爐煙氣除塵脫硫系統，解決現有的幹法脫硫成本高、效率低的問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種燒結爐煙氣除塵除硫系統，包括依次連接的燒結爐、除塵脫硫過濾器、換熱水箱、引風機和煙囪，所述除塵脫硫過濾器內設置有多個過濾床，所述過濾床按煙氣通過方向從上往下依次設置有吸附劑層、粗顆粒層、細顆粒層和催化劑層，所述吸附層的吸附劑採用下述製備方法製成：取重量比為20：15～25：10～15：0.5～1.5：1～3的粉煤灰、氧化鈣、硫酸鈣、氫氧化鈉和三氧化二鐵加入水中，水浴加熱至80～90℃，進行水合反應，水合時間10～14小時，然後抽濾，固體放入180℃乾燥箱中加熱乾燥2小時，研磨後即得。

其中，優選地，所述粗顆粒層為粒徑為2～5mm的膨脹珍珠巖。

其中，優選地，所述細顆粒層為粒徑為0.5～1mm的細砂。

其中，優選地，所述過濾床的數量為8個，從上往下次設置在所述除塵脫硫過濾器內。

其中，優選地，所述過濾床下部設置有排風支管，所述排風支管與排風總管連接，所述排風總管與所述換熱水箱連接。

其中，優選地，還包括過濾床反吹系統。

其中，優選地，所述過濾床反吹系統包括反吹管，所述反吹管一端與所述煙囪連接，所述反吹管的另一端與所述排風支管連接。

其中，優選地，所述反吹管上設置有反吹風機，所述反吹管與所述排風支管的連接處設置有電動切換閥。

本發明有益效果：

本發明中雙層濾料床容塵量大、耐高溫，為粉體熟石灰脫硫提供了很好氣固接觸與反應條件，燒結爐的煙氣通過本發明系統後，粉塵脫除率達98.8％，煙氣中硫氧化物、氮氧化物的脫除率分別高達90％和60％，且無二次汙染物排放，對煙氣適應能力強。

本發明的煙氣除塵除硫系統提高了幹法脫硫工藝的脫硫效率，縮短了脫硫反應時間，脫硫效率提高20％-25％以上，並且降低了石灰石的消耗，減少了殘渣量，降低了操作費用。

本發明煙氣除塵除硫系統高效、環保，滿足了鋼鐵行業對於脫硫技術的需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明中燒結爐煙氣除塵脫硫系統工藝流程圖；

圖2為本發明中過濾床的結構示意圖。

圖中，1.燒結爐，2.除塵脫硫過濾器，3.換熱水箱，4.引風機，5.煙囪，6.過濾床，6-1.吸附劑層，6-2.粗顆粒層，6-3.細顆粒層，6-4.催化劑層，7.排風支管，8.排風總管，9.反吹管，10.反吹風機，11.電動切換閥

具體實施方式

下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1和圖2所示，本實施例提供一種燒結爐煙氣除塵除硫系統，包括依次連接的燒結爐1、除塵脫硫過濾器2、換熱水箱3、引風機4和煙囪5，所述除塵脫硫過濾器2內設置有多個過濾床6，所述過濾床6按煙氣通過方向從上往下依次設置有吸附劑層6-1、粗顆粒層6-2、細顆粒層6-3和催化劑層6-4，所述吸附層的吸附劑採用下述製備方法製成：取重量比為20：20：12：1：2的粉煤灰、氧化鈣、硫酸鈣、氫氧化鈉和三氧化二鐵加入水中，水浴加熱至80～90℃，進行水合反應，水合時間10～14小時，然後抽濾，固體放入180℃乾燥箱中加熱乾燥2小時，研磨後即得。

鋁合金燒結爐產生的高溫煙氣分別通過上部的煙罩收集。為了使兩臺燒結爐能相互獨立作業，煙罩後分別設置了管道通往除塵器。在引風機4的作用下，煙氣進入雙濾層顆粒床除塵過濾器。除塵器內設置有多層固定過濾床6，每層過濾床6連接一個排風支管7。含塵氣體進入除塵器後，經過雙層濾料顆粒床的過濾，然後由排風支管7排出。乾淨的氣體通過每層的排風支管7匯集到總管道，然後進入換熱水箱3進行餘熱利用。除塵降溫後的氣體通過引風機4由煙囪5排放。

粉煤灰中的礦物來源於煤中的無機物，其組成一般來說，矽酸鹽礦物為其主要部分，還有氧化矽、黃鐵礦、磁鐵礦、碳酸鹽、硫酸鹽等。粉煤灰與ca(ho)2在水熱條件下發生水合反應，在粉煤灰顆粒表面生成水化物。水化物為不完全結晶物，呈纖維狀，乾燥失水後形成的鈣基脫硫劑具有較大的比表面積和較高的持水性，對so2反應吸收性能好於單一的ca(ho)2。

添加三氧化二鐵後，在脫硫劑表面和內表面形成一個個「活性中心」(即能將反應分子活化的中心)，它可以提高脫硫反應的速率。同時由於這些金屬氧化物在脫硫劑中存在，使得脫硫劑表面的固硫反應已不再是通常所認為的那樣圍繞ca(oh)2進行，而是圍繞金屬氧化物顆粒進行，因為它們能吸附和釋放氧氣，使生成物不會形成一個緻密的外殼，堵塞表面孔隙，而是改變表面孔隙結構，將深層的孔隙暴露出來，這樣反應氣體就能源源不斷地向脫硫劑的內部擴散。提高脫硫劑的脫硫效率。加fe2o3水合的鈣基脫硫劑在700～800℃時脫硫效率同樣達到80％以上。在800℃溫度下，改性鈣基脫硫劑比普通鈣基脫硫劑鈣的利用率提高約為2倍。

其中，所述粗顆粒層6-2為粒徑為2～5mm的膨脹珍珠巖。所述細顆粒層6-32為粒徑為0.5～1mm的細砂。過濾時，含塵氣自上而下穿過濾層，先經過粗顆粒的上層濾料層，截留氣體中的絕大部分粉塵，再經過細粒徑的下層濾料層，截獲漏過上濾層的微細粉塵。這種粗細濾料層的梯級過濾，可獲得單層濾料層無法同時達到的高過濾效率和高容塵量。

其中，所述過濾床6的數量為8個，從上往下次設置在所述除塵脫硫過濾器2內，含塵氣通過除塵脫硫過濾器2後可通過多層過濾床6進行過濾，進一步的提高了除塵脫硫過濾器2整體的除塵脫硫效果。

其中，所述過濾床6下部設置有排風支管7，所述排風支管7與排風總管8連接，所述排風總管8與所述換熱水箱3連接。

其中，還包括過濾床6反吹系統。所述過濾床6反吹系統包括反吹管9，所述反吹管9一端與所述煙囪5連接，所述反吹管9的另一端與所述排風支管7連接。所述反吹管9上設置有反吹風機10，所述反吹管9與所述排風支管7的連接處設置有電動切換閥11。隨著過濾層灰塵越積越多，工作阻力增大至設定值範圍(1200～1600pa)，plc啟動反吹清灰系統。清灰採用順流式分層反吹強制清灰，在plc控制下，先由電動推桿控制切換閥逐步關閉每一層排風支管7，使該層處於離線狀態，同時打開該層反吹風通道，把煙囪5部分清潔氣體由反吹風機10引入進行反吹，待反吹清理結束後關閉反吹風閥、開啟切換閥，按此程序逐層清理。吹落的灰塵沉積在除塵器的下部，由排灰機構定時排出。

燒結爐1的煙氣通過本實施例的燒結爐煙氣除塵除硫系統後，粉塵脫除率達98.8％，煙氣中硫氧化物、氮氧化物的脫除率分別高達90％和60％。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。